Pesawat Sederhana

 PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya. Secara umum, alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya. Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban 

A.A. PENGUNGKIT

    Pengungkit atau disebut juga tuas merupakan pesawat sederhana yang paling sederhana. Pengungkit ini terdiri dari sebuah batang kaku (misalnya logam, kayu, atau batang bambu) yang berrotasi di sekitar titik tetap yang dinamakan titik tumpu. Selain titik tumpu yang menjadi tumpuan bagi pengungkit, ada dua titik lain pada pengungkit, yaitu titik beban dan titik kuasa. Titik beban merupakan titik dimana kita meletakkan atau menempatkan beban yang hendak diangkat atau dipindahkan, sedangkan titik kuasa merupakan titik dimana gaya kuasa diberikan untuk mengangkan atau memindahkan beban. Untuk lebih jelasnya,

    Berdasarkan posisi ketiga titik (titik tumpu, titik beban, dan titik kuasa) tersebut, pengungkit dapat dibedakan jenisnya menjadi tiga tipe atau tiga kelas, yaitu pengungkit jenis pertama, pengungkit jenis kedua, dan pengungkit jenis ketiga.

1.     Pengungkit Jenis Pertama

Pengungkit jenis pertama (disebut juga pengungkit kelas 1) memiliki letak titik tumpu (T) yang berada diantara titik beban (B) dan titik kuasa (K). Bentuk ini adalah bentuk dasar atau bentuk paling umum dari sebuah pengungkit. Contohnya adalah jungkat-jungkit, gunting, tang, palu, linggis, dan sejenisnya.

2.     Pengungkit Jenis Kedua

    Pengungkit jenis kedua (disebut juga pengungkit kelas 2) memiliki letak titik beban (B) yang berada diantara titik kuasa (K) dan titik tumpu (T). Contoh pemanfaatan pengungkit jenis kedua diantaranya gerobak dorong, pembuka botol, pemecah kemiri, dan sejenisnya.

3.     Pengungkit Jenis Ketiga

Pengungkit jenis ketiga (disebut juga pengungkit kelas 3) memiliki letak titik kuasa (K) yang berada diantara titik beban (B) dan titik tumpu (T). Contoh pemanfaatan pengungkit jenis ketiga diantaranya pinset, stapler, alat pancing, termasuk lengan Anda, dan sejenisnya.

B. KATROL 

    Katrol merupakan pesawat sederhana yang terdiri dari sebuah roda atau piringan beralur dan tali atau kabel yang mengelilingi alur roda atau piringan tersebut. Ditinjau dari cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit, karena pada katrol juga terdapat titik tumpu, titik kuasa, dan titik beban.

    Pada katrol bergerak benda yang aka diangkat digantungkan pada poros katrol. Pada katrol bergerak titik tumpunya adalah titik B. AB dianggap sebagai lengan kuasa dan AO sebagai lengan bebannya. Berlaku :

    AO adalah jari jari katrol dan AB adalah diameternya, maka AB = 2 AO. Karena dalam katrol bergerak F = ½ W. maka keuntungan mekaniknya adalah dua.

    Pemanfaatan katrol dalam kehidupan sehari-hari cukup beragam, misalnya untuk mengangkat benda-benda, mengambil air dari sumur, mengibarkan bendera, hingga mengangkat kotak peti kemas. Berdasarkan susunan tali dan rodanya, katrol dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

1.     Katrol Tetap

Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berubah ketika digunakan. Biasanya posisi katrolnya terikat pada satu tempat tertentu. Titik tumpu sebuah katrol tetap terletak pada sumbu katrolnya. Contoh pemanfaatan katrol tetap adalah pada alat penimba air sumur dan katrol pada tiang bendera.

2.     Katrol Bebas

    Katrol bebas merupakan katrol yang posisi atau kedudukannya berubah ketika digunakan. Artinya, katrol bebas tidak ditempatkan di tempat tertentu, melainkan ditempatkan pada tali yang kedudukannya dapat berubah. Contoh pemanfaatan katrol bebas adalah pada alat pengangkat peti kemas.

3.     Katrol Majemuk atau Sistem Katrol Katrol

majemuk merupakan perpaduan antara katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas dan salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Bila ujung tali yang lain ditarik, maka beban akan terangkat.

C. BIDANG MIRING

    Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang terdiri dari bidang datar yang salah satu ujungnya lebih tinggi daripada ujung lainnya. Bidang miring diposisikan miring agar dapat memperkecil gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dibandingkan mengangkatnya secara vertikal.

 

    Bidang miring memberikan keuntungan yaitu memungkinkan kita memindahkan suatu benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Meskipun demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang harus ditempuh untuk memindahkan benda tersebut menjadi lebih panjang (jauh). Pemanfaatan prinsip kerja bidang miring dapat kita temukan dalam sejumlah perkakas, diantaranya kapak, pisau, skrup, baut, dan sebagainya.

 " contoh bidang miri dalam kehidupan sehari hari "

a. Baji

    Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang miring yang disatukan.

 

    Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan. Contoh alat-alat yang sering di jumpai yang menggunakan prinsip baji.

b. Sekrup

    Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup disebut interval sekrup. Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan penerapan bidang miring. Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya berdasarkan sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

D.    RODA DAN POROS

    Roda dan poros merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang terdiri dari dua buah silinder dengan jari-jari yang berbeda dan bergabung di pusatnya. Silinder berjari-jari besar dinamakan roda dan silinder berjari-jari kecil dinamakan poros

    Roda dan poros bekerja dengan cara mengubah besar dan arah gaya yang digunakan untuk memindahkan (dalam hal ini, memutar) sebuah benda. Contoh penerapan roda dan poros dalam kehidupan diantaranya pemutar keran air, pegangan pintu yang bulat, obeng, roda pada kendaraan, setir kendaraan, alat serutan pensil, bor tangan, dan sejenisnya.

    Marilah kita perhatikan kembali Gambar 5.22 bagian kiri. Jika gaya berat Fb akan diangkat menggunakan roda berporos, dimana jari-jari roda adalah R dan porosnya r, dengan cara menarik tali dengan gaya kuasa sebesar Fk, maka berlaku persamaan:

sehingga keuntungan mekanis penggunaan roda dan poros adalah:

    Oleh karena R biasanya lebih besar dari r (R>r), maka gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban lebih kecil daripada gaya berat beban. Dengan demikian, roda dan poros memiliki fungsi melipatgandakan gaya kuasa, dimana besarnya bergantung pada perpandingan jari-jari roda dan porosnya.

Contoh soal:

    Seseorang bermaksud untuk melubangi kayu dengan menggunakan sebuah bor tangan. Bila jari-jari mata bor adalah 1 cm dan radius putar gagang bor tersebut adalah 10 cm, berapa keuntungan mekanis yang ia peroleh ketika melubangi kayu tersebut?

Penyelesaian:

C.    RODA GIGI

        Gigi roda merupakan contoh pesawat sederhana. Gigi roda banyak digunakan pada mesin-mesin mobil, sepeda motor, dan sepeda. Pernahkah kamu memperhatikan ketika kamu naik sepeda? Ketika kamu melewati tanjakan, sepeda kamu akan terasa berat. Hal ini dikarenakan tarikan gaya gravitasi yang bekerja pada badan dan sepedamu. Sepeda masa kini telah dilengkapi dengan gigi roda yang lebih dari satu. Gigi roda ini berfungsi meningkatkan atau menurunkan putaran. Ketika sepeda akan melewati tanjakan, kamu pasti memindahkan gigi roda belakang sedemikian rupa sehingga rantai akan terhubung dengan gigi roda yang paling besar. Gigi roda depan yang berhubungan langsung dengan pedal tempat mengayuh pun diubah sedemikian rupa sehingga rantai akan terhubung pada gigi roda yang paling kecil. Hal ini mengakibatkan laju sepeda akan melambat, tetapi kamu akan merasakan kayuhan kakimu menjadi ringan. Sehingga dengan gaya sama seperti digunakan untuk mengayuh sepeda pada jalan datar, kamu dapat melewati tanjakan.

REFERENSI:

Dhamantara, Y., & Zuhdi, U. (2022). Pengembangan Aplikasi Chatbot Whatsapp Materi Pesawat Sederhana Bagi Siswa Kelas V Sekolah Dasar. Jurnal Penelitian Pendidikan Guru Sekolah Dasar, 10(1).

Mariana, I. M. A., & Praginda, W. (2009). Hakikat IPA dan pendidikan IPA. Bandung: PPPPTK IPA.

Nissa, N. A., Dimas, A., & Anfa, Q. (2023). Pengembangan E-Modul IPA Berbasis Poe (Predict, Observe, Explain) Untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa Pada Materi Pesawat Sederhana Kelas VIII SMP. Jurnal Ilmiah Pendidikan IPA, 5(2), 180-189.

Qosyim, A., & Priyonggo, F. V. (2017). Penerapan media pembelajaran interaktif menggunakan flash untuk materi sistem gerak pada manusia kelas VIII. JPPIPA (Jurnal Penelitian Pendidikan IPA), 2(2), 38-44.